suivant: Conclusion générale précédent: 3. Résultats [Table des matières]
A l'issue de cette étude, nous avons pu proposer un
modèle probabiliste original permettant de simuler
à l'échelle microscopique une séquence de dépôts en couches multiples
de gouttelettes de métal en fusion sur un substrat de
géométrie quelconque. Nous pouvons ainsi reproduire de manière
simplifiée la genèse de dépôts réalisés par projection
plasma. Un logiciel mettant en oeuvre ce modèle a été spécialement
développé pour les besoins de l'étude.
Ce modèle bidimensionnel, basé sur un Gaz sur Réseau, mais d'un
type entièrement nouveau, présente l'avantage de prendre en compte le
comportement hydrodynamique des gouttelettes et leur cinétique de solidification.
Les séquences d'images réalisées pour différentes conditions opératoires
(hétérogénéité de comportement en solidification,
granulométrie des gouttelettes, rugosité du substrat, présence de
fibres) montrent que le modèle peut présenter des morphologies de
dépôts très variées et contrôlées. Après
validation à partir de mesures et d'expériences appropriées, notre
modèle pourra être utilisé à titre prédictif, pour
donner des éléments d'optimisation des conditions de dépôt.
A notre connaissance et pour ce type de problème, la mise en oeuvre d'extensions
de modèles standards de Gaz sur Réseau n'avait jamais été menée à terme.
Les étapes préliminaires de modélisation d'une gouttelette en mouvement,
de son impact sur une rugosité quelconque, et de sa solidification en cours d'étalement
ont ainsi nécessité de nombreuses investigations et la résolution de problèmes techniques
parfois complexes.
A l'aide de nombreuses simulations, les paramètres de notre modèle ont
ensuite pu être ajustés au cas précis traité de la déposition de Titane
par projection plasma sur des fibres de SiC. Il s'agit essentiellement: des vitesses
de solidification, en relation avec l'étalement des gouttelettes, et de la géométrie
du système. En particulier, les comparaisons avec les micrographies de dépôts
produites au Centre de Compétence en Projection Plasma par l'équipe de
M. Jeandin ont été fructueuses. Des applications du modèle à l'étude
de problèmes concrets sont en préparation; il s'agit par exemple de la
recherche du placement optimal de la torche à plasma par rapport à une
géométrie spécifique du substrat à recouvrir.
Cependant, de nombreuses améliorations pourraient être apportées à ce premier
modèle. Ainsi, la morphologie de l'impact d'une gouttelette est à même d'être
controlée de manière plus précise, en agissant sur des paramètres qui
sont pour l'instant fixés, tels que la densité des fluides. Cette morphologie n'a toutefois pas une influence importante
sur l'aspect final du dépôt. Afin de pouvoir simuler l'apparition de porosités
en nombre conforme aux situations réelles de projection, il serait possible de rendre plus
complexe le modèle actuel de solidification des gouttelettes. Parmi les autres extensions
envisagées, citons la prise en compte de la répartition des angles d'incidence des
gouttelettes, ainsi que la simulation du processus d'oxydation superficielle des gouttelettes.
Enfin, des mesures quantitatives,
réalisées notamment par traitement d'image, pourraient permettre de mieux évaluer
la corrélation actuelle entre les images synthétisées par notre modèle et les
observations microscopiques des dépôts.
Dans une étape ultérieure, la modélisation des dépôts pourrait être réalisée à trois dimensions; cette transposition peut être envisagée de deux manières différentes:
Decker, Luc. "Modèles de structures aléatoires de type réaction-diffusion". PhD diss. (191 p.), Paris, ENSMP-CMM, 1999.